8-羥基喹啉（8-Hydroxyquinoline，8-HQ）是一種具有羥基-喹啉環雙活性位點的含氮雜環化合物，其分子結構的螯合特性與疏水作用使其具備廣譜的抗病毒潛力。近年來的研究表明，8-羥基喹啉可通過靶向病毒復制周期的關鍵環節、調控宿主細胞免疫應答等機制發揮抗病毒作用，同時其結構易修飾的特性為開發高效低毒的抗病毒衍生物提供了良好的分子骨架，在抗病毒藥物研發領域展現出重要的應用價值。

一、抗病毒作用機制

8-羥基喹啉的抗病毒活性并非單一靶點作用，而是通過直接抑制病毒復制與間接調控宿主細胞功能的雙重路徑實現，核心機制與分子結構中的羥基、喹啉環密切相關。

1. 金屬離子螯合：阻斷病毒酶活性與結構蛋白合成

8-羥基喹啉分子中的羥基氧原子與喹啉環氮原子可形成雙齒配體，高效螯合宿主細胞內的Fe³⁺、Zn²⁺、Cu²⁺等必需金屬離子，而這些金屬離子是多種病毒關鍵酶的活性中心組分：

抑制病毒核酸復制酶：如流感病毒的RNA聚合酶、乙肝病毒的DNA聚合酶、HIV的逆轉錄酶均依賴Zn²⁺維持活性構象，8-羥基喹啉通過螯合Zn²⁺可破壞酶的活性中心，阻斷病毒核酸的復制與轉錄。研究顯示，它對流感病毒RNA聚合酶的抑制常數（Ki）可達μmol/L級別，能顯著降低病毒核酸的合成量。

干擾病毒結構蛋白折疊：病毒包膜蛋白（如新冠病毒的刺突蛋白、HIV的包膜糖蛋白gp120）的正確折疊需要金屬離子參與的二硫鍵形成，8-羥基喹啉的螯合作用可阻礙蛋白折疊過程，導致病毒顆粒無法形成成熟的感染性結構。

2. 破壞病毒包膜完整性：抑制病毒吸附與侵入

8-羥基喹啉的疏水喹啉環可插入有包膜病毒的脂質雙層包膜，羥基基團則與包膜脂質分子形成氫鍵，雙重作用下破壞包膜的穩定性與流動性：

對于流感病毒、新冠病毒、皰疹病毒等有包膜病毒，8-羥基喹啉可導致其包膜破裂，釋放內部核酸，喪失感染能力；

同時，它可競爭性結合宿主細胞膜上的病毒受體（如ACE2受體），阻礙病毒與宿主細胞的吸附與融合，從源頭阻斷病毒感染過程。

3. 調控宿主細胞免疫應答：增強抗病毒防御能力

8-羥基喹啉可通過調節宿主細胞的天然免疫通路，提升機體自身的抗病毒能力：

激活宿主細胞的干擾素信號通路，促進Ⅰ型干擾素（IFN-α/β）的分泌，誘導下游抗病毒蛋白（如PKR、Mx蛋白）的表達，抑制病毒在細胞內的增殖；

抑制宿主細胞內的炎癥因子過度釋放，減輕病毒感染引發的炎癥風暴，降低組織損傷風險。

4. 抑制病毒的脫殼與組裝：阻斷復制周期下游環節

部分研究表明，8-羥基喹啉可穿透宿主細胞膜進入細胞質，干擾病毒的脫殼過程——對于無包膜病毒（如脊髓灰質炎病毒、諾如病毒），其衣殼蛋白的解離需要特定的pH環境或金屬離子輔助，它的螯合作用與pH調節效應可阻礙衣殼解離，使病毒核酸無法釋放到細胞質中；此外，還可抑制病毒顆粒的組裝與釋放，減少子代病毒的產生。

二、廣譜抗病毒活性研究進展

目前，8-羥基喹啉及其衍生物的抗病毒活性已在多種病毒模型中得到驗證，涵蓋RNA病毒、DNA病毒、有包膜與無包膜病毒等多個類別，具體研究成果如下：

1. 對RNA病毒的抑制活性

呼吸道RNA病毒：8-羥基喹啉對甲型流感病毒（H1N1、H3N2亞型）、呼吸道合胞病毒（RSV）、新冠病毒（SARS-CoV-2）均有顯著抑制作用。體外實驗顯示，它對H1N1流感病毒的半數抑制濃度（IC₅₀）為4~8μg/mL，對SARS-CoV-2的IC₅₀為6~12μg/mL，可有效降低病毒滴度；其衍生物氯碘羥喹在細胞模型中對新冠病毒的抑制活性優于母體化合物，IC₅₀降至2~4μg/mL。

肝炎病毒：8-羥基喹啉對乙肝病毒（HBV）、丙肝病毒（HCV）具有抑制效果，可降低HBV的表面抗原（HBsAg）與e抗原（HBeAg）表達水平，抑制HCV的RNA復制；但由于其對肝細胞的潛在毒性，體內應用需進一步優化。

逆轉錄病毒：8-羥基喹啉對HIV的抑制作用主要源于對逆轉錄酶的螯合抑制，體外實驗中可降低HIV的逆轉錄效率，但其活性弱于臨床一線藥物（如齊多夫定），需通過結構修飾提升靶向性。

2. 對DNA病毒的抑制活性

皰疹病毒科：8-羥基喹啉對單純皰疹病毒1型（HSV-1）、2型（HSV-2）、水痘-帶狀皰疹病毒（VZV）均有抑制作用，可阻斷病毒的吸附與DNA復制，體外IC₅₀為3~7μg/mL；其金屬配合物（如8-羥基喹啉銅）的活性更強，對HSV-1的抑制率可達90%以上。

人乳頭瘤病毒（HPV）：8-羥基喹啉可抑制HPV的E6/E7ai蛋白表達，阻礙病毒誘導的細胞ai變過程，同時抑制病毒的基因組復制，在宮頸ai細胞模型中展現出潛在的處理價值。

3. 對無包膜病毒的抑制活性

8-羥基喹啉對諾如病毒、脊髓灰質炎病毒等無包膜病毒的抑制活性相對較弱，主要通過干擾衣殼脫殼與核酸釋放發揮作用，體外IC₅₀多在10~20μg/mL；但通過結構修飾引入親水性官能團后，衍生物的活性可顯著提升，如羧甲基化8-羥基喹啉對諾如病毒的IC₅₀降至5~8μg/mL。

三、在抗病毒藥物開發中的應用方向與策略

8-羥基喹啉自身存在水溶性差、細胞毒性較高、體內生物利用度低等缺陷，限制了其直接臨床應用。目前，抗病毒藥物開發的核心策略是通過結構修飾與劑型優化，提升其活性、靶向性與安全性，主要應用方向如下：

1. 結構修飾：開發高效低毒的衍生物

通過在8-羥基喹啉的喹啉環（5、6、7位）或羥基上引入不同官能團，可顯著改善其理化性質與抗病毒活性，主要修飾方向包括：

鹵素取代修飾：在5位引入氯、碘原子，得到氯碘羥喹、5-氯-8-羥基喹啉等衍生物，這類化合物的水溶性提升，細胞毒性降低，且抗病毒活性增強——氯碘羥喹已在臨床用于處理阿米巴痢疾，同時在體外對多種病毒具有抑制活性，是目前極具開發潛力的8-HQ衍生物之一。

金屬配合物修飾：8-羥基喹啉與Zn²⁺、Cu²⁺、Al³⁺等金屬離子形成的配合物，抗病毒活性遠高于游離配體，例如，8-羥基喹啉鋅配合物對流感病毒的IC₅₀比母體化合物降低5~10倍，且對宿主細胞的毒性顯著下降；其作用機制除了螯合效應外，還可通過金屬離子的氧化還原反應產生活性氧，直接殺傷病毒。

靶向基團修飾：在分子中引入病毒受體靶向肽（如RGD肽、ACE2受體結合肽）或細胞穿透肽，可使衍生物特異性靶向感染細胞，減少對正常細胞的損傷，提升體內處理指數。

2. 劑型優化：提升生物利用度與局部療效

針對8-羥基喹啉水溶性差的問題，通過新型藥物遞送系統優化劑型，可顯著提升其生物利用度與靶向性，主要劑型包括：

納米載藥系統：利用脂質體、納米粒、環糊精包合物等載體包載8-羥基喹啉或其衍生物，可改善水溶性與透膜能力。例如，8-HQ-β-環糊精包合物的水溶性提升10~20倍，在小鼠流感模型中，口服生物利用度從10%提升至35%以上，且肺部靶向性增強，可有效降低肺部病毒載量。

局部給藥制劑：制備滴鼻劑、氣霧劑、軟膏等局部制劑，用于呼吸道、皮膚黏膜病毒感染的處理，例如，8-羥基喹啉氣霧劑可直接作用于呼吸道黏膜，抑制流感病毒、新冠病毒的吸附與侵入，且全身吸收少，安全性高。

緩釋與控釋制劑：制備微球、微囊等緩釋劑型，實現藥物的長效釋放，減少給藥頻率，提升患者依從性，適用于慢性病毒感染（如乙肝、HPV感染）的長期處理。

3. 聯合用藥：與現有抗病毒藥物協同增效

8-羥基喹啉與臨床常用抗病毒藥物聯用，可產生顯著的協同作用，降低耐藥性風險：

與流感病毒神經氨酸酶抑制劑（如奧司他韋）聯用，它阻斷病毒吸附，奧司他韋抑制病毒釋放，雙重阻斷病毒復制周期，提升使用效果；

與HIV逆轉錄酶抑制劑聯用，8-羥基喹啉可增強對逆轉錄酶的抑制作用，降低耐藥菌株的產生概率；

與干擾素聯用，可協同激活宿主天然免疫通路，增強抗病毒防御能力。

4. 抗病毒醫用材料：預防醫源性病毒感染

將8-羥基喹啉或其衍生物負載于醫用材料表面，制備抗病毒涂層，可預防醫源性病毒感染：

在醫用口罩、防護服面料上負載8-羥基喹啉衍生物，可滅活飛沫中的流感病毒、新冠病毒，提升防護效果；

在醫用導管、人工關節等植入材料表面制備8-羥基喹啉涂層，可抑制病毒在材料表面的吸附與增殖，降低院內感染風險。

8-羥基喹啉在抗病毒藥物開發中雖具有顯著潛力，但仍面臨諸多挑戰：一是部分衍生物的體內毒性與遺傳毒性需進一步驗證，尤其是長期給藥的安全性評估；二是抗病毒作用的分子靶點尚未完全闡明，需通過結構生物學研究明確其與病毒酶、宿主受體的結合模式，指導精準藥物設計；三是耐藥性機制研究不足，需探索病毒對8-羥基喹啉衍生物的耐藥突變位點，開發針對耐藥菌株的新型藥物。

本文來源于黃驊市信諾立興精細化工股份有限公司官網 http://www.tdtc.net.cn/